Évaluation TEP multi-traceurs des tumeurs cérébrales primaires

La tomographie par émission de positrons (TEP) est une modalité d'imagerie moléculaire qui peut sonder divers aspects de la fonction tumorale à l'aide d'une variété d'agents d'imagerie radiomarqués ("traceurs"). L'imagerie TEP oncologique a connu une augmentation spectaculaire de l'utilisation clinique au cours de la dernière décennie pour la détection du cancer, la stadification et l'évaluation de la maladie résiduelle ou récurrente après le traitement. Ces scanners cliniques utilisent le traceur [18F]fluoro-2-désoxy-D-glucose (FDG), qui s'accumule dans les cellules proportionnellement au transporteur de glucose (GLUT) et à l'activité de l'hexokinase. Le FDG fournit ainsi une mesure du métabolisme tissulaire du glucose. Parallèlement à cette croissance clinique, un certain nombre d'autres traceurs TEP ont reçu une attention significative dans la recherche pour une variété de cibles d'imagerie. Les traceurs 3'-désoxy-3'-[18F]fluorothymidine (FLT), 1-[11C]-acétate (ACE) et [15O]eau (H2O) présentent un intérêt particulier. L'absorption, la rétention/lessivage et la biodistribution ultime de ces traceurs sont chacune liées à différents processus fonctionnels ou moléculaires. En tant que tel, chacun peut être utilisé pour sonder un aspect différent de la fonction tumorale : FLT évalue directement la prolifération tumorale, ACE fournit une mesure de la croissance tumorale liée à la synthèse des acides gras et de la membrane, et H2O quantifie la perfusion tumorale.

OBJECTIFS:

Cette étude a deux objectifs principaux : un objectif translationnel dans lequel une nouvelle technologie d'imagerie TEP sera traduite du développement expérimental (avec des simulations et chez l'animal) à la première utilisation chez l'homme ; et un objectif exploratoire dans lequel la valeur complémentaire de plusieurs traceurs TEP sera étudiée. Chacun de ces objectifs est décrit ci-dessous, où la conception de l'étude a été soigneusement configurée pour atteindre les deux objectifs dans la même population d'étude.

L'objectif translationnel de cette étude est de mettre en œuvre et d'évaluer une nouvelle technologie d'imagerie pour l'imagerie TEP multi-traceurs rapide à balayage unique de ces traceurs. La technologie TEP actuelle interdit l'imagerie de plus d'un traceur en un seul balayage puisque les signaux d'imagerie de chaque traceur ne peuvent pas être distingués par des techniques normales ; en tant que tel, des analyses séparées avec chaque traceur doivent actuellement être acquises à des heures ou des jours d'intervalle. Notre groupe a développé des techniques et des algorithmes pour récupérer des images de traceurs individuels à partir de données TEP multi-traceurs acquises rapidement en utilisant des techniques d'imagerie dynamique. Ces méthodes ont été testées par des simulations approfondies et vérifiées expérimentalement dans un modèle canin avec des tumeurs spontanées. Le raffinement des méthodes avec des algorithmes plus avancés est en cours. Les études d'imagerie des patients de ce protocole seront mises en œuvre en deux phases. Dans la phase A, une imagerie à traceur unique distincte de chaque traceur sera effectuée. Les données de ces balayages seront co-enregistrées et combinées pour "émuler" des balayages multi-traceurs, qui seront ensuite traités par les algorithmes de séparation des signaux multi-traceurs. Cela permettra une comparaison directe des biomarqueurs d'imagerie à partir d'analyses multi-traceurs par rapport à des analyses à un seul traceur pour chaque traceur. De telles techniques de comparaison ont été établies par les enquêteurs et ont été acceptées par des pairs pour tester des algorithmes de séparation de signaux multi-traceurs. Une fois que des preuves statistiquement significatives sont obtenues que les balayages multi-traceurs peuvent fournir avec précision les mêmes biomarqueurs d'imagerie que les balayages à un seul traceur séparés, l'imagerie passera à la phase B-dans laquelle des balayages multi-traceurs réels seront effectués.

Les objectifs de cette étude exploratoire sont d'évaluer de manière préliminaire la valeur complémentaire du FDG, du FLT, de l'ACE et de la TEP H2O chez les patients atteints de néoplasmes gliaux primitifs. Des profils TEP multi-traceurs avec ces quatre traceurs seront obtenus chez 20 patients atteints de néoplasmes gliaux primitifs jusqu'à trois points : (1) à la « ligne de base » avant la chirurgie ou immédiatement après la chirurgie, à condition qu'une résection chirurgicale complète n'ait pas été possible et confirmée par une IRM de contraste postopératoire où une tumeur résiduelle supérieure à 1,0 cm de diamètre était présente et avant tout traitement dirigé contre la tumeur ; (2) à la fin de la chimioradiothérapie initiale (~ 6-8 semaines); et (3) au moment de la récidive documentée par IRM dans les 2 ans. De plus, les patients atteints d'une tumeur cérébrale primaire connue qui ont déjà subi un traitement et qui ont récidivé sur la base de critères cliniques et d'imagerie standard seront éligibles pour l'étude. Un certain nombre de biomarqueurs d'imagerie quantitatifs et pseudo-quantitatifs pour chaque traceur seront calculés à chaque instant d'imagerie, et le changement de chaque biomarqueur entre les instants sera également calculé. Ces données seront comparées à des critères cliniques (survie, temps jusqu'à progression), et à des informations biologiques tumorales (histologie, grade OMS, vascularisation, Ki-67, facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), p53 ) dans les cas où le tissu tumoral devient disponible à partir des soins standard. Ces données fourniront des informations pilotes sur la valeur potentielle de plusieurs biomarqueurs TEP simultanés pour prédire le comportement de la tumeur avant le début du traitement, pour un pronostic amélioré, pour une surveillance plus efficace et plus efficace des tumeurs et/ou pour une affectation plus appropriée des patients aux traitements conventionnels, thérapies agressives ou expérimentales au début de leur évolution clinique.

L'hypothèse de base de la ligne de recherche globale est que plusieurs biomarqueurs d'imagerie TEP obtenus conjointement peuvent fournir des soins personnalisés guidés par l'image améliorés aux patients atteints de néoplasmes gliaux primaires. Le terme « soins personnalisés » est utilisé ici pour inclure largement la prédiction du comportement de la tumeur avant le début du traitement, la surveillance des tumeurs, le pronostic et l'affectation individualisée des patients à des thérapies conventionnelles, agressives ou expérimentales au début de leur évolution clinique. Ce projet pilote permettra d'obtenir des données initiales sur la valeur de ces biomarqueurs TEP pour de tels soins personnalisés guidés par l'image.

Les hypothèses spécifiques à tester incluent :

• HYPOTHÈSE I a : L'imagerie TEP multi-traceurs rapide à balayage unique peut récupérer des informations sur les biomarqueurs d'imagerie TEP de chaque traceur qui ne sont pas significativement différentes de celles obtenues à partir des balayages conventionnels à un seul traceur de chaque traceur.
• HYPOTHÈSE II b : Les biomarqueurs TEP multi-traceurs, obtenus conjointement, sont mieux à même de prédire l'agressivité tumorale que les biomarqueurs à traceur individuel ou l'imagerie radiographique conventionnelle.
• HYPOTHÈSE III b : Les biomarqueurs TEP multi-traceurs, obtenus conjointement, sont mieux à même de détecter les modifications fonctionnelles de l'état tumoral qui surviennent en réponse au traitement que les biomarqueurs à traceur individuel ou l'imagerie radiographique conventionnelle.
• HYPOTHÈSE IV b : La caractérisation de multiples aspects de la fonction tumorale (métabolisme du glucose, prolifération, croissance membranaire et perfusion) fournit de nouvelles informations sur l'état de la tumeur qui peuvent guider la sélection de la thérapie la plus appropriée.

Une puissance statistique suffisante devrait être obtenue dans le cadre de ce protocole pour valider les simulations et les évaluations expérimentales approfondies effectuées précédemment et en même temps que ces études d'imagerie des patients.

b Des données pilotes concernant ces trois hypothèses seront obtenues dans ce travail en étudiant la corrélation des biomarqueurs d'imagerie TEP avec les résultats cliniques et les informations biologiques tumorales. Bien qu'une puissance statistique élevée ne puisse être attendue du nombre limité de patients dans cette étude pilote, des tendances sous-jacentes dans les données seront identifiées, permettant la formulation d'hypothèses formelles à tester dans de futurs essais rigoureux.